(S)-(-)-2-羧基环丁胺的合成

介绍

(S)-(-)-2-羧基环丁胺，也称为(S)-环丁烷乙酸胺或(S)-2-氨基-2-羧基环丁烷，是一种有机化合物，化学式为C5H9NO2。它是一种手性氨基酸衍生物，具有环丁烷环结构和一个羧基和一个氨基功能团。它在生物化学和医药领域中可能作为合成中间体或催化剂的配体。

图一 (S)-(-)-2-羧基环丁胺

合成

在0℃下，向叔丁基 L-氮杂替丁-2-羧酸盐（1.57 g，10.0 mmol）在DCE（10 mL）中的溶液中加入水（10 mL。将反应混合物在室温下搅拌6小时。在0℃下小心加入。冷冻干燥后，得到淡棕色固体化合物(S)-(-)-2-羧基环丁胺（1.01g，定量）；熔点216-218°C（光照，5熔点210°C）；[α] D20-117.0（c 0.1，H2O）{升，5[α]D24-107.6（c 3.1，H2O）}；1H NMR（D2O）δ2.29-2.51（1H，m，H-a），2.69-2.85（1H，m，H-b），3.54-3.83（2H，m，H），4.39-4.51；13C-NMR（D2O）δ23.1、42.1、58.4、172.1[1]。

图二 (S)-(-)-2-羧基环丁胺的合成

在氮气气氛下，将二恶烷（3mL）加入到（S）-4-邻苯二甲酰亚胺-2-羟基丁酸（1.0g）中。在搅拌下向混合物中加入亚硫酰氯（2.5 g），并在40°C下搅拌混合物一小时。然后向混合物中加入吡啶（0.06 g），并在40°C下进一步搅拌15小时，得到二恶烷和（R）-4-邻苯二甲酰亚胺-2-氯丁酰氯的溶液。将溶液置于冰浴中，然后在搅拌下加入水（5mL）。在室温下用乙酸乙酯萃取溶液。用盐水溶液洗涤所得有机溶液，并用芒硝干燥。将所得的含有乙酸乙酯的溶液在减压下浓缩以回收（R）-4-邻苯二甲酰亚胺-2-氯丁酸。向化合物中加入甲醇（9mL）。在搅拌下向混合物中加入80%水合肼（0.5g），并将混合物在40°C下搅拌过夜。然后在搅拌下向溶液中加入水（6mL），并向溶液中添加47%硫酸（3mL）。将混合物在室温下搅拌三小时，过滤沉淀物。将滤液减压浓缩，得到（R）-4-氨基-2-氯丁酸水溶液。然后将溶液置于冰浴中，向溶液中加入氢氧化钠水溶液（400g/L），以将溶液的pH值调节至2.0。向溶液中加入水，得到约30g溶液。在搅拌下将所得溶液加热至约80°C。向溶液中加入氢氧化镁（0.20 g），搅拌10小时，得到（S）-氮杂环丁烷-2-羧酸水溶液。溶液自发冷却至室温。在搅拌下加入碳酸钠（0.43g）和DIBOC（0.90g），并将混合物进一步搅拌过夜。向溶液中加入盐酸（6N），以将溶液的pH值调节至2.0。所得混合物用乙酸乙酯萃取三次。所得有机溶液用饱和盐水溶液洗涤，并用硫酸钠干燥。然后除去混合物中的溶剂以回收(S)-(-)-2-羧基环丁胺（0.32g）（产率41%，光学纯度87.1%e.e.）[2]。

图三 (S)-(-)-2-羧基环丁胺的合成2

参考文献

[1]TAKAISHI, TOMOHIRO, WAKISAKA, KYOSUKE, VAVRICKA, CHRISTOPHER J., et al. MULTIGRAM-SCALE AND COLUMN CHROMATOGRAPHY-FREE SYNTHESIS OF L-AZETIDINE-2-CARBOXYLIC ACID FOR THE SYNTHESIS OF NICOTIANAMINE AND ITS DERIVATIVES[J]. Heterocycles: An International Journal for Reviews and Communications in Heterocyclic Chemistry,2018,96(12):2126-2134.

[2]KONDO ,TAKESHI,UEYAMA , et al.VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON OPTISCH AKTIVER AZETIDIN-2-CARBONSÄURE[P].EP02758805,2005-04-20.